BAB III METODOLOGI PERENCANAAN. Bagan alir (flow chart) adalah urutan proses penyelesaian masalah.

Transcript

1 BAB III METODOLOGI PERENCANAAN 3.1 Bagan Alir Perencanaan Ulang Bagan alir (flow chart) adalah urutan proses penyelesaian masalah. MULAI Data struktur atas perencanaan awal, As Plan Drawing Penentuan beban rencana Desain gording Penentuan pembebanan Penentuan dimensi profil kolom, rafter dan gording sebagai perencanaan awal dimana dimensi profil diambil lebih kecil dari perencanaan awal B Penentuan Mutu Baja menggunakan BJ37 Pemodelan struktur pada SAP2000 Input pembebanan pada SAP2000 Analisis perencanaan = Aman Tidak Perbesar profil A Ya III - 1

2 A Perencanaan elemen struktur berdasar gaya-gaya dalam yang diperoleh dari analisis struktur meliputi: 1. Perencanaan rafter 2. Perencanaan kolom 3. Perencanaan sambungan B Perhitungan berat profil baja hasil perencanaan Berat design baru < Design existing Tidak Optimalisasi profil penampang Ya Pembuatan gambar struktur SELESAI Gambar 3.1 Bagan alir perencanaan ulang struktur 3.2 Data Struktur Eksisting Data Geometrik Struktur Geometrik struktur antara lain sebagai berikut : a. Jarak miring antar gording : 1.4m b. Jarak antar portal : 4m, 4.5m, 5m, 5.5m, 6.6m, 6.8m, 7m c. Sudut kemiringan : 15 o d. Bentang portal : 23m dan 50m III - 2

3 Gambar 3.2 Denah warehouse Gambar 3.3 Tampak depan Gambar 3.4 Tampak samping Dimensi Profil Existing Diketahui dimensi penampang profil existing antara lain : 1. Gording C 150x65x20x Rafter R1 : WF 600x200x11x17 III - 3

4 R2 R3 R4 : WF 350x175x7x11 : WF 300x150x6.5x9 : WF 250x125x6x9 3. Balok BL1 BL2 : WF 200x100x5.5x8 : WF 150x75x5x7 4. Kolom K1 K2 K6 K7 K9 : WF 600x200x11x17 : KC 450x200x9x14 : WF 400x200x8x13 : WF 350x175x7x11 : WF 250x125x6x9 3.3 Spesifikasi material Perencanaan ulang struktur warehouse pabrik pengolahan padi modern PT. ARSARI PRATAMA menggunakan material baja profil Wide Flange pada kolom, balok dan rafter, serta profil Light Channel pada gording Material Baja Material baja yang digunakan dalam perencanaan ulang pada kajian ini adalah BJ37. Sifat mekanis jenis baja BJ37 antara lain : 1. Tegangan putus minimum (fy) : 240 MPa 2. Tegangan leleh minimum (fu) : 370 Mpa 3. Peregangan minimum : 22% 4. Modulus elastisitas (E) : Mpa 5. Modulus geser (G) : Mpa III - 4

5 6. Nisbah poisson (µ) : 0,3 7. Koefisien pemuaian (α) : 12 x 10 6 / 0 c 3.4 Beban Rencana Struktur warehouse didesain untuk mampu memikul beban rencana yang bekerja berupa beban hidup (berat sendiri struktur beserta assesoris pendukungnya), beban hidup, beban angin dan beban gempa Beban mati yang bekerja pada perencanaan antara lain : 1. Berat sendiri struktur beserta assesoris pendukungnya 2. Berat gording (sesuai dengan profil yang digunakan) 3. Beban penutup atap seng gelombang : 10 kg/m2 4. Beban hidup atap : 100 kg/m2 5. Beban angin : 40 kg/m2 Sumber : program PPURG v.3 Gambar 3.5 koefisien angin untuk gedung tertutup III - 5

6 Beban gempa wilayah gempa 4 (daerah Indramayu, Tasik Malaya) Sumber : SNI Gambar 3.6 Respon spektrum gempa rencana wilayah gempa Perencanaan Gording Penentuan Dimensi Gording Penentuan penampang awal dimensi gording diambil dengan memilih penampang yang lebih kecil dibandingkan dengan profil existing Perhitungan Beban Rencana Gording Perhitungan rencana pembebanan antara lain : a. Berat gording (sesuai dengan profil yang digunakan) b. Beban penutup atap seng gelombang : 10 kg/m2 c. Beban hidup atap : 100 kg/m2 d. Beban angin : 40 kg/m Penentuan Kombinasi Pembebanan Gording Kombinasi pembebanan yang direncanakan dalam perencanaan gording antara lain : 1. 1,4 D 2. 1,2 D +1,6 (La atau H) + (γ L L atau 0,8 W) III - 6

7 3. 1,2 D + 1,3 W + γ L L + 0,5(La atau H) 4. 1,2D + 1,0 E + γ L L 5. 0,9D + (1,3W atau 1,0 E) Keterangan : a. D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat kontruki permanen, termasuk dinding, plafon, lantai, atap, partisi tetap, tangga dan peralatan layan tetap b. La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatanoleh pekerja, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak c. H adalah beban hujan, tidak termasuk yang disebabkan oleh genangan air d. W adalah beban angin e. E adalah beban gempa yang ditentukan sesuai SNI dengan γ L = 0,5 bila L < 5 Kpa dan γ L = 1,0 bila L > 5 KPa Analisis Gaya Dalam Gording Tahap selanjutnya setelah ditentukan kombinasi pembebanan, kemudian dilanjutkan dengan perhitungan gaya dalam elemen struktur gording. Analisa gaya dalam struktur gording dilakukan secara manual. Elemen struktur gording diklasifikasikan ke dalam balok dimana gaya yang bekerja di dominasi oleh momen dan gaya geser. Pemeriksaan profil antara lain: III - 7

8 a. Pemeriksaan terhadap tekuk lokal pada sayap (flange local buckling) b. Pemeriksaan terhadap tekuk lateral (long torsional buckling) c. Pemeriksaan terhadap geser d. Pemeriksaan terhadap interaksi geser dan lentur e. Pemeriksaan terhadap batas lendutan maksimum f. Kontrol tahanan sagrod 3.6 Perhitungan Pembebanan Struktur Warehouse Perhitungan pembebanan yang bekerja pada struktur warehouse terdiri dari berbagai bentang antar portal yaitu 4m, 4.5m, 5m, 6.6m, 6.8m,7m. Beban yang bekerja antara lain : 1. Beban mati Beban mati terdiri dari berat struktur warehouse (diperhitungkan otomatis oleh SAP2000), beban gording, beban atap beserta assesorisnya. Beban mati diinterpretasikan sebagai beban point yang bekerja pada rafter 2. Beban hidup Beban hidup yang direncanakan bekerja pada struktur warehouse sesuai dengan beban rencana. Beban hidup diinterpretasikan sebagai beban point yang bekerja pada rafter 3. Beban angin Beban angin yang direncanakan bekerja pada struktur antara lain beban angin hisap dan beban angin tekan dengan kemiringan 15 o 4. Beban gempa III - 8

9 Beban gempa yang bekerja sesuai SNI pada wilayah Indramayu, Tasik Malaya yang diklasifikasikan ke dalam zone 4. Input pembebanan pada SAP2000 menggunakan metode respone spectrum 3.7 Penentuan Dimensi Profil Baru Penentuan penampang awal dimensi profil diambil dengan memilih penampang yang lebih kecil dibandingkan dengan profil existing. Apabila dalam hasil analisa elemen struktur masih belum optimal, maka dilakukan reducing penampang profil dengan memilih profil yang lebih kecil dibangdingkan dengan profil sebelumnya sampai didapatkan penampang profil optimal. 3.8 Pemodelan Struktur Pada SAP2000 Dan Analisis Gaya Dalam Elemen Struktur Pemodelan struktur dengan bantuan program bantu SAP2000 v14 memiliki beberapa tahapan -tahapan antara lain: 1. Pembuatan grid sesuai dengan grid struktur 2. Mendefinisikan dimensi profil yang akan digunakan dalam analisa struktur 3. Mendefinisikan jenis beban rencana yang akan bekerja. Beban rencana tersebut antara lain beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa. 4. Menentukan kombinasi pembebanan yang dirrencanakan antara lain : a) 1,4 D b) 1,2 D +1,6 (La atau H) + (γ L L atau 0,8 W) c) 1,2 D + 1,3 W + γ L L + 0,5(La atau H) III - 9

10 d) 1,2D + 1,0 E + γ L L e) 0,9D + (1,3W atau 1,0 E) 5. Menginput beban rencana yang bekerja sesuai dengan hasil perhitungan pembebanan struktur warehouse 6. Menganalisa struktur setelah proses analisa struktur selesai kemudian menampilkan gaya-gaya batang maksimum pada tiap tipe profil untuk selanjutnya dilakukan pengecekan elemen struktur sesuai SNI Perencanaan Struktur Warehouse Perencanaan struktur dilakukan secara manual dengan mengacu pada SNI tentang tata cara perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung Perencanaan Elemen Struktur Utama Berdasarkan SNI elemen struktur baja pada kajian ini harus dapat mampu memikul beban dengan persyaratan sebagai berikut : 1. Balok Elemen struktur diklasifikasikan ke dalam balok apabila gaya yang bekerja di dominasi oleh momen dan gaya geser. Pemeriksaan profil antara lain: a. Pemeriksaan terhadap tekuk lokal pada sayap (flange local buckling) b. Pemeriksaan terhadap tekuk lateral (long torsional buckling) c. Pemeriksaan terhadap geser d. Pemeriksaan terhadap interaksi geser dan lentur III - 10

11 e. Pemeriksaan terhadap batas lendutan maksimum 2. Balok-Kolom Elemen struktur diklasifikasikan menjadi balok-kolom apabila gaya aksial dan momen memiliki pengaruh yang signifikan. Pemeriksaan profil antara lain: a. Pemeriksaan kelangsingan penampang b. Pemeriksaan terhadap tekuk lokal pada sayap (flange local buckling) dan tekuk lokal pada badan (web local buckling) c. Pemeriksaan terhadap geser d. Pemeriksaan daya dukung aksial e. Pemeriksaan terhadap interaksi geser dan lentur f. Pemeriksaan terhadap interaksi aksial dan momen Apabila pemeriksaan profil tersebut terpenuhi, maka dapat dilanjutkan ke proses berikutnya. Tetapi, apabila pemeriksaan profil tersebut tidak terpenuhi maka harus diulang dengan penentuan dimensi profil rencana yang baru Perencanaan sambungan Sambungan yang digunakan dalam perencanaan tersebt menggunakan sambungan baut. Perencanaan sambungan baut antara lain : 1. Pemeriksaan kuat geser nominal baut 2. Pemeriksaan kuat tarik nominal baut 3. Pemeriksaan kuat tumpu nominal baut 4. Pemeriksaan interaksi geser dan tarik III - 11

12 3.10 Perhitungan Volume Baja Perencanaan elemen struktur yang sudah selesai akan dilanjutkan perhitungan berat profil secara keseluruhan. Perhitungan berat profil masih memanfaatkan fitur yang ada pada SAP2000 v Pembuatan Gambar Detail Struktur Pembuatan gambar rencana secara lengkap beserta detail sambungan antara elemen struktur. III - 12